江西景德镇发电厂二期工程两台660MW超超临界机组锅炉是由哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造,引进日本三菱重工业株式会社(Mitsuibishi Heavy Industries Co. Ltd)技术,超超临界参数变压运行直流锅炉,采用П型布置、单炉膛、低NOX PM主燃烧器和MACT燃烧技术、四墙切圆燃烧方式,炉膛采用内螺纹管垂直上升膜式水冷壁、循环泵启动系统、一次中间再热、调温方式除水煤比外,还采用烟气出口调节挡板、燃烧器摆动、喷水等方式。锅炉采用平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构,制粉系统:采用中速磨煤机直吹式正压冷一次风机制粉系统,每炉配6台ZGM113G-Ⅰ型中速磨煤机,其中一台备用,设计煤种为淮南煤与乐平煤5:5进行混煤,校核煤种Ⅰ为淮南煤与乐平煤7:3进行混煤,校核煤种Ⅱ为淮南煤与乐平煤4:6进行混煤[1]。
本厂机组投产以来,生产厂用电率一直较高,磨煤机风量偏大,磨煤机一次风量不准,粉管风速调节装置机构卡涩调整困难,造成各粉管出口一次风速偏差大,且较设计值偏高,造成锅炉飞灰、灰渣含碳量高,锅炉辅机电耗较高,锅炉效率偏离设计值,为降低供电煤耗,提高机组运行的经济性和安全性,达到降能降耗的目的,对本厂2炉进行了一次风系统优化运行调整试验,并提出了相应改进措施,为同类型机组的一次风系统优化运行调整提供了参考。
1 磨煤机一次风速标定及调平
1.1 调整前状况
我厂2台炉均出现各一次风管风速偏差较大的现象,特别是2E磨更为明显,2E2粉管多次发生粉管堵塞现象,直接影响到设备的安全性、燃烧工况的稳定性以及运行的经济性。为解决各磨煤机一次风速偏差大且准确度不高的问题,首先对#2炉各磨煤机一次风速进行了标定和调平工作。
1.2 一次风测速管标定、偏差测量及调平结果
在一次风速标定时,发现原有的测量孔不符合技术规范,距缩孔距离不足500 mm,按要求在各粉管缩孔后1500 mm处直管段重新开设测量孔,以保证测量数据的准确性[2]。通过缩孔进行各粉管风速偏差进行调整,以实测风管速度为依据对在线风速进行校正,调整后双炉各粉管一次风速基本平衡,彻底解决了正常风量下运行粉管堵塞的现象,使炉内燃烧均匀性增强,为下一步降低一次风量运行打下了基础。2E磨煤机一次风速调整结果见表1。
表1 2E磨煤机一次风速调整
2E磨 在线风管风速/ (m/s) 实测风管速度/(m/s) 实测平均风速/ (m/s) 风速偏差 %
调平前2E磨各一次风管风速标定结果
E1 32.1 35.3 29.8 -3.2
E2 23.5 19.6 3.9
E3 33.4 34.2 -0.8
E4 36.8 30.1 6.7
调平后2E磨各一次风管风速标定结果
E1 28.0 25.3 24.88 2.7
E2 22.3 21.4 0.9
E3 25.6 26.1 -0.5
E4 27.5 26.7 0.8
2 磨煤机一次风量曲线优化调整
2.1 调整前状况
各台磨煤机入口风量80~90 t/h,磨煤机风煤比在2.0左右,锅炉一次风量接近锅炉总风量的25%,各粉管风速35 m/s左右,煤粉细度在进行磨出口折向挡板调整后仍较高,造成煤粉着火推迟,锅炉燃烧的稳定性与抗干扰能力下降,各参数波动较大,飞灰及灰渣可燃物高。
2.2 试验过程及结果
燃烧器出口保持合适的一次风速,对维持燃烧器出口区域理想的速度场、温度场和浓度场有重要的影响。一次风速偏高,会增加着火热容量,着火推迟;一次风速过高甚至会有吹灭火焰的可能,造成锅炉灭火。一次风速过低,则容易使燃烧初期缺氧,甚至烧坏燃烧器,并在一次粉管造成煤粉沉积。因此一次风量的大小会直接影响设备的安全性、燃烧工况的稳定性以及运行的经济性[3]。结合本厂实际情况,本次试验主要调整方向:在不影响磨煤机制粉出力的前提下,降低一次风量和风速运行,保证磨煤机不出现堵磨、堵粉管,能为煤粉着火初期提供合适的氧量,保证煤粉正常着火。
在各粉管一次风速调平后,首先在单台磨煤机进行了试验,逐步降低一次风量至75 t/h,控制磨煤机风煤比在1.6左右,一次风速降至25 m/s,磨煤机运行正常,煤粉细度呈下降趋势,各粉管未出现煤粉沉积堵塞现象。在证实了试验的可行性后逐步对#2炉所有磨煤机一次风量进行相应调整,调整后各磨煤机煤粉细度平均下降7%左右,具体数据见表2。